NO151300B

NO151300B - PROCEDURE OF OFFSHORE CONNECTING ROADS NEAR THE SEA AND DEVICE FOR REFUGEING TWO ROADERS

Info

Publication number: NO151300B
Application number: NO803774A
Authority: NO
Inventors: Ray R Ayers; Dean P Hemphill
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1984-12-03
Also published as: DE3067587D1; AU6539780A; EP0031611B1; NO803774L; NO151300C; NZ195834A; ES497750A0; EP0031611A2; ES8202626A1; CA1153566A; EP0031611A3; AU539075B2

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved og innretning for offshore sammenkobling av rør nær havflaten, hvor en del av hver rørledning ligger på havbunnen under i det minste en del av sammenkoblingstiden, ved å anordne tilstøtende ender av begge rørledninger The present invention relates to a method and device for offshore interconnection of pipes near the sea surface, where part of each pipeline lies on the seabed during at least part of the interconnection time, by arranging adjacent ends of both pipelines

nær vannflaten, å forbinde rørendene med hverandre og å senke de forbundne rørender mot havbunnen mens det i en av rørledningene utøves strekk fra et fjerntliggende sted. close to the surface of the water, to connect the pipe ends to each other and to lower the connected pipe ends to the seabed while tension is exerted on one of the pipelines from a distant location.

Kjente marine rørledningskonstruksjoner medfører Known marine pipeline constructions entail

bruk av en lekter til å sveise sammen segmentene og deretter å nedlegge den samlede forbindelse på havbunnen ved bruk av en utleggingsrampe for rør og for å holde nøyaktig strekk i røret. Et alternativ til denne "ovnsrørs"-metode finnes ved uttauing fra stranden av meget lange (én til seksten kilometer) strenger med sveiste rørsegmenter hvorved disse strenger forbindes på land for å danne rørledningen. Denne alternative metode betegnes som en slepestrengmetode, uavhengig av om strengene slepes på bunnen eller nær overflaten. using a barge to weld the segments together and then to lay the joint on the seabed using a pipe laying ramp and to maintain precise tension in the pipe. An alternative to this "stove pipe" method exists by towing from the beach very long (one to sixteen kilometres) strings of welded pipe segments whereby these strings are joined onshore to form the pipeline. This alternative method is referred to as a tow string method, regardless of whether the strings are towed on the bottom or near the surface.

Forbindelsen av to lange rørstrenger nær vannflaten, normalt kombinert med bruk av en metode for tauing med nedlegging av rørledningen, omfatter de følgende faser: Begge ledningsender befinner seg til å begynne med på bunnen og må heves for å forbindes, en tidligere lagt ledning befinner seg i utgangspunktet på bunnen og den annen ledning som ankommér flytende er klar for sammenkobling, og en tidligere nedlagt ledning befinner seg på bunnen og den ledning som ankommer er tauet til et sted på bunnen, men med den fremre ende nær overflaten, på en måte med "nesen opp". The connection of two long pipelines close to the surface of the water, normally combined with the use of a method of towing with the laying of the pipeline, includes the following phases: Both ends of the pipeline are initially on the bottom and must be raised to connect, a previously laid pipeline is located initially on the bottom and the second wire that arrives floating is ready for connection, and a previously laid wire is on the bottom and the wire that arrives is towed to a place on the bottom, but with the front end close to the surface, in a manner of "nose up".

Den konvensjonelle metode for å forbinde to rørled-ningsstrenger nær vannflaten er å gripe rørendene og flukte disse i forhold til en felles horisontal akse i rørledningenes senter. Med ledningsendene i denne stilling utføres en sveis eller det installeres en mekanisk kobling. For å forhindre at de nedhengende partier av rørledningsstrengene skal bøyes i løpet av denne operasjon, må de nedhengende partier støttes i ombøyningen av en rampe, daviter eller ved hjelp av flyte-bøyer og i nedhengingsbendet ved å opprettholde strekket i ledningsendene. The conventional method for connecting two pipeline strings close to the water surface is to grasp the pipe ends and align them in relation to a common horizontal axis in the center of the pipelines. With the wire ends in this position, a weld is performed or a mechanical coupling is installed. To prevent the overhanging parts of the pipeline strings from being bent during this operation, the overhanging parts must be supported in the bend by a ramp, davit or by means of floating buoys and in the suspension bend by maintaining the tension in the cable ends.

Forskjellige problemer er forbundet med denne konvensjonelle metode for å forbinde to lange rørledninger, eksempelvis kreves det store krefter for å bringe ledningsendene inn i korrekt horisontal flukting, støtteramper og/eller flytebøyer er vanskelig å styre og utsettes for beskadigelse i de hårde offshore værforhold, og støtteramper og/eller flytebøyer er kostbare og har en kort brukstid. Slike problemer gjør sammenkoblinger ved hjelp av denne metode risi-kabel og kostbar. Various problems are associated with this conventional method of connecting two long pipelines, for example great forces are required to bring the pipeline ends into the correct horizontal alignment, support ramps and/or floating buoys are difficult to control and are exposed to damage in the harsh offshore weather conditions, and support ramps and/or flotation buoys are expensive and have a short service life. Such problems make connections using this method risky and expensive.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer en metode The present invention provides a method

og en innretning for offshore sammenkobling av to rørledninger hvor de ovenfor nevnte problemer ikke oppstår. Dette oppnås ved i kravenes karakteriserende deler anførte trekk. and a facility for offshore interconnection of two pipelines where the above-mentioned problems do not arise. This is achieved by features listed in the characterizing parts of the requirements.

Den foreliggende oppfinnelse beskrives med en ut-førelse vist på tegningen hvor figur 1 viser den fluktende hengselforbindelse i rørledningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et eksentrisk hengsel ifølge oppfinnelsen, figur 3-8 viser etterfølgende faser The present invention is described with an embodiment shown in the drawing, where figure 1 shows the flush hinge connection in the pipeline according to the present invention, figure 2 shows an eccentric hinge according to the invention, figures 3-8 show subsequent phases

under nedlegging av en rørledning, figur 9-13 viser ulike alternativer for det eksentriske hengsel vist på figur 2, og figur 14 og 15 viser hengselsperreanordninger ifølge oppfinnelsen. during the laying down of a pipeline, figures 9-13 show various alternatives for the eccentric hinge shown in figure 2, and figures 14 and 15 show hinge locking devices according to the invention.

Som vist på figur 1 rager rørledningsendene 20 og As shown in Figure 1, the pipeline ends 20 and

21 opp fra havbunnen 22 og holdes i en "j"-konfigurasjon uten overbøy mens det benyttes strekk for å styre nedbøyningen. Rørledningsendene 20 og 21 strekker seg gjennom et basseng 23 21 up from the seabed 22 and held in a "j" configuration without overbend while tension is used to control the deflection. The pipeline ends 20 and 21 extend through a basin 23

i en lekter 24 og er opphengt i en løfteramme 25. Alternativt kan rørledningsendene forbindes med en løfteramme på in a barge 24 and is suspended in a lifting frame 25. Alternatively, the pipeline ends can be connected with a lifting frame on

siden av en lekter. En utførelse av et rørforbindelsesheng-sel 30 for sammenkoblingsoperasjonen er vist på figur 2. Halvdelen 31 og 32 av hengslet 30 kan begge dreies omkring rørledningsendenes 20 og 21 senterlinje. De to halvdeler 31 og 32 av hengslet .30 kan være premontert på rørlednings-endene 20 og 21 før rørledningene taues til byggeplassen, og armen 34 og tappen 35 kan påsettes på stedets Tappen 35 påsettes slik av hengselaksen 33 befinner seg nedenfor og utenfor rørendene 20 og 21. Når først tappen 35 er innsatt og låst, lukkes endene og bringes til fullstendig flukting ganske enkelt ved å senke hengselforbindelsen mot havbunnen 22 mens den side of a barge. An embodiment of a pipe connection hinge 30 for the connection operation is shown in Figure 2. The halves 31 and 32 of the hinge 30 can both be rotated about the center line of the pipeline ends 20 and 21. The two halves 31 and 32 of the hinge .30 can be pre-assembled on the pipeline ends 20 and 21 before the pipelines are towed to the construction site, and the arm 34 and the pin 35 can be attached on site The pin 35 is attached so that the hinge pin 33 is located below and outside the pipe ends 20 and 21. Once the pin 35 is inserted and locked, the ends are closed and brought to full flush simply by lowering the hinge joint towards the seabed 22 while it

motsatte ende av den nye rørledning samtidig påføres retar-derende strekkbelastning. at the opposite end of the new pipeline, a retarding tension load is simultaneously applied.

En mekanisk kobling (ikke vist) kan låses og tettes som et direkte resultat av dreiebevegelsen som er forbundet med nedsenkningen av hengslet til havbunnen. Alternativt kan en kobling monteres separat eller aktiveres på havbunnen når forbindelsen er nedsenket. Naturligvis kan blindplugger benyttes for å holde rørendene tørre inntil koblingen befinner seg i inngrep. Disse plugger må fjernes før koblingen låses eller pumpes ut av rørledningen etterpå. Når koblingen er tett, kan deler av hengselmekanismen 30 om ønsket demonteres og fjernes for etterfølgende bruk. A mechanical coupling (not shown) can be locked and sealed as a direct result of the pivoting motion associated with lowering the hinge to the seabed. Alternatively, a coupling can be mounted separately or activated on the seabed when the connection is submerged. Of course, blind plugs can be used to keep the pipe ends dry until the coupling is engaged. These plugs must be removed before the coupling is locked or pumped out of the pipeline afterwards. When the connection is tight, parts of the hinge mechanism 30 can, if desired, be dismantled and removed for subsequent use.

De følgende trinn utføres for å fullføre en forbindelse ved bruk av henglset 30 ifølge oppfinnelsen: Grov posisjonering avrørledningsendene, finposisjonering for å bringe rørledningsendene til aksepterbar relativ stilling for sam-menkobl ingsmetoden, montering av rørledningsendene i forhold til hverandre, mekanisk forbindelse av rørledningene og væske-forbindelse mellom rørledningene. Det må antas at grovposisjoneringen og finposisjoneringen vil være vanskelig å utføre i dypt vann ved de fleste metoder som tidligere har vært be-nyttet eller foreslått. De største risikoer og høyeste nivå for sikkerhet består under utførelsen av disse faser. Når først de to forberedte rørledningsender er sikkert festet i det ønskede romforhold til hverandre, kan de resterende faser utføres ved bruk av et utall rørkoblingsanordninger. The following steps are performed to complete a connection using the hinge 30 of the invention: Coarse positioning of the pipeline ends, fine positioning to bring the pipeline ends to acceptable relative position for the connection method, mounting the pipeline ends relative to each other, mechanical connection of the pipelines and fluid - connection between the pipelines. It must be assumed that the coarse positioning and fine positioning will be difficult to carry out in deep water with most methods that have previously been used or proposed. The greatest risks and highest level of security exist during the execution of these phases. Once the two prepared pipeline ends are securely attached in the desired spatial relationship to each other, the remaining phases can be carried out using a number of pipe connection devices.

For illustrasjonsformål og ikke som en begrensning, antas i den følgende beskrivelse at rørledningen er oppbygget ved hjelp av tauing på bunnen hvor lange (eksempelvis opp til åtte kilometer) rørledninger prefabrikeres og taues langs havbunnen i korrekt stilling, ganske enkelt ved at et slepe-fartøy trekker i den ene ende av ledningen. Slepelinen kan enten være en hvor røret forblir i det vesentlige på bunnen under tauingen eller metoden kan omfatte å henge opp et langt rørparti under strekk slik at rørenden befinner seg ved eller nær overflaten (se figur 3). Den første av de tre hovedfaser ifølge denne oppfinnelse er deretter grovposisjoneringen. I henhold til denne fase bringes enden av en ny rørledning 4 0 til retningsflukting og tilføres fra retningen motsatt en tidligere installert rørledning 50. Under den endelige sam-menføring henter et slepefartøy 41 opp en kabel 42 som er festet til enden av den tidligere installerte rørledning 50, idet kabelen 42 er festet til en bøye 43 eller holdt av et hjelpe-fartøy (ikke vist). Kabelen 42 har en styrke og en lengde som bestemmes av rørets karakteristika og vanndybden for å tillate at røret heves under strekk på en måte tilsvarende slik det nå praktiseres ved utlegging og opptak av rørlednin-ger fra konvensjonelle rørleggingslektere. De to rørledninger 40 og 50 er nå begge forbundet med vinsjene 44 på fartøyet 41 ved hjelp av sine løfte- eller slepekabler 42 og 45. Dersom den nye ledning 40 har vært slept på bunnen, heves den deretter opp til nær overflaten ved hjelp av vinsjen 44. Vinsj-systeraet benyttes deretter til å påføre strekk til kabelen 42 i den tidligere nedlagte rørledning 50 og begynner også å heve denne. Under denne prosess beveges fartøyet 41 (og hele den nye rørledning 40) i retningen mot den tidligere nedlagte rørledning 50. Referansepunktet er den opprinnelige posisjon (på bunnen) for den tidligere nedlagte rørende (se figur 4, referansepunkt 0±). For illustration purposes and not as a limitation, it is assumed in the following description that the pipeline is constructed by means of towing on the bottom where long (for example up to eight kilometers) pipelines are prefabricated and towed along the seabed in the correct position, simply by a towing vessel pulls on one end of the wire. The tow line can either be one where the pipe remains essentially on the bottom during towing or the method can include suspending a long section of pipe under tension so that the pipe end is at or near the surface (see Figure 3). The first of the three main phases according to this invention is then the rough positioning. According to this phase, the end of a new pipeline 40 is brought into alignment and fed from the direction opposite to a previously installed pipeline 50. During the final joining, a towing vessel 41 picks up a cable 42 which is attached to the end of the previously installed pipeline 50, the cable 42 being attached to a buoy 43 or held by an auxiliary vessel (not shown). The cable 42 has a strength and a length that is determined by the characteristics of the pipe and the water depth to allow the pipe to be raised under tension in a manner similar to what is now practiced when laying and taking up pipelines from conventional pipe-laying barges. The two pipelines 40 and 50 are now both connected to the winches 44 on the vessel 41 by means of their lifting or towing cables 42 and 45. If the new pipeline 40 has been towed on the bottom, it is then raised to near the surface with the help of the winch 44. The winch system is then used to apply tension to the cable 42 in the previously laid down pipeline 50 and also begins to raise it. During this process, the vessel 41 (and the entire new pipeline 40) is moved in the direction towards the previously closed pipeline 50. The reference point is the original position (on the bottom) of the previously closed pipe end (see figure 4, reference point 0±).

Den andre av de tre hovedfaser i denne oppfinnelse er som nevnt finposisjonering av rørledningsendene. Når rør-ledningenes 40 og 50 ender nærmer seg vannflaten 46, manø-vreres fartøyet 41 parallelt med den korrekte retning for å hjelpe til å bringe endene nær til hverandre ettersom kablene 42 og 45 trekkes inn. De hengende rørledninger 40 og 50 er i de fleste tilfeller upåvirket av relativt store bevegelser av fartøyet 41 og av forandringer i den horisontale kraftkom-ponent som styrer rørkurven. Dersom de to løftekabler 42 og 45 anordnes for i det vesentlige å berøre hverandre (for eks-empel ved kryssing ett eller annet sted mellom rørledningenes 4 0 og 50 ender og løfteblokkene), bestemmes et plan i rommet som omfatter de forkortede kabelsegmenter 42 og 45 og røren-dene . The second of the three main phases in this invention is, as mentioned, fine positioning of the pipeline ends. As the ends of the pipelines 40 and 50 approach the water surface 46, the vessel 41 is maneuvered parallel to the correct direction to help bring the ends close together as the cables 42 and 45 are pulled in. The hanging pipelines 40 and 50 are in most cases unaffected by relatively large movements of the vessel 41 and by changes in the horizontal force component which controls the pipe curve. If the two lifting cables 42 and 45 are arranged to essentially touch each other (for example at a crossing somewhere between the ends of the pipelines 40 and 50 and the lifting blocks), a plane is determined in the room that includes the shortened cable segments 42 and 45 and the batters.

Denii-edje av de tre hovedfaser i denne oppfinnelse omfatter sammenmontering av rørledningenes 40 og 50 ender. Ved hjelp av et delt hengsel 30 forbindes de to rørender ved hjelp av en dreie eller hengseltapp 35 for derved å tillate dreining omkring dreietappen, men kun i et plan vinkelrett til-dreietappen. Selv om rørendene nå henger ned i en vinkel til det horisontale plan (figur 5), bestemmes og fastlegges forandringen i vinkel og den relative stilling av de to ender på forhånd, slik det vil utføres under senkningen av røret mot havbuneh 47.. På dette tidspunkt kan en kabel frigjøres idet dreieleddet 30 (og rørledningene 4 0 og 50) derved holdes av en enkelt kabel 70 som er festet til hengslet 30. De nød-vendige horisontale kraftkomponenter holdes i hver nedhengende rørledningsdel via hengslet 30 og er ens og motsatte. Deniiedje of the three main phases in this invention includes assembly of the ends of the pipelines 40 and 50. By means of a split hinge 30, the two tube ends are connected by means of a pivot or hinge pin 35 to thereby allow turning around the pivot pin, but only in a plane perpendicular to the pivot pin. Even if the pipe ends now hang down at an angle to the horizontal plane (figure 5), the change in angle and the relative position of the two ends are determined and determined in advance, as will be carried out during the lowering of the pipe towards the seabed 47. On this time, a cable can be released, as the swivel joint 30 (and the pipelines 40 and 50) is thereby held by a single cable 70 which is attached to the hinge 30. The necessary horizontal force components are held in each hanging pipeline part via the hinge 30 and are equal and opposite.

I denne fase utføres også fortrinnsvis alle nødvendige forandringer i rørendekoblingene og den aktuelle rørkobling (ikke vist). Som nevnt nedenfor, kan sammenkoblingen være utført på overflaten ved hjelp av en form for eksempelvis en svivel, eller koblingen kan være en som er aktivert direkte ved rotasjon av rørendene omkring dreieleddet 30 som bringer koblings-halvdelene (ikke vist) til å gå i inngrep med hverandre og å låses når rørledningene 40 og 50 nærmer seg bunnen 47. Alternativt kan hengslet 30 primært tjene til å sikre og å bringe rørledningenes 40 og 50 ender i flukt på bunnen 47 i en fast fluktende forbindelse og en relativ stilling slik at en alle-rede installert kobling (ikke vist) deretter kan aktiveres for å fullføre de mekaniske forbindelser og væskeforbindel-sene. I det siste tilfelle omfatter hengslet 30 fortrinnsvis forskjellige låseelementer (ikke vist) for å sikre en slik posisjonering. In this phase, all necessary changes to the pipe end connections and the relevant pipe connection (not shown) are preferably also carried out. As mentioned below, the connection can be made on the surface by means of a form of, for example, a swivel, or the connection can be one that is activated directly by rotation of the pipe ends around the pivot 30 which brings the coupling halves (not shown) into engagement with each other and to be locked when the pipelines 40 and 50 approach the bottom 47. Alternatively, the hinge 30 may primarily serve to secure and bring the ends of the pipelines 40 and 50 flush with the bottom 47 in a fixed flush connection and a relative position so that an all -ready installed coupling (not shown) can then be activated to complete the mechanical and fluid connections. In the latter case, the hinge 30 preferably comprises different locking elements (not shown) to ensure such positioning.

For å kunne bringe rørledningene 40 og 50 tilbake til bunnen47, er det nødvendig for et andre slepefartøy 48 å bevege den nye rørledning 4 0 bort fra den eksisterende ledning 50 for således å fortsette nedsenkingen i et mer eller mindre vertikalt plan som vil omfatte referansepunktet 0^. Koordinasjon av slepekraft, nedsenkingshastighet og bevegel-sen av nedsenkingsfartøyet bort fra den første ledning (idet kabelen holdes i det vesentlige vertikalt) er ønskelig for å beskytte de nedhengende strekk mot overdreven bøyning (se figur 6 og 7). In order to be able to bring the pipelines 40 and 50 back to the bottom 47, it is necessary for a second towing vessel 48 to move the new pipeline 40 away from the existing pipeline 50 in order to continue the immersion in a more or less vertical plane that will include the reference point 0 ^. Co-ordination of towing force, lowering speed and the movement of the lowering vessel away from the first cable (with the cable being kept essentially vertical) is desirable to protect the suspended lines from excessive bending (see figures 6 and 7).

Med rørledningene 40 og 50 liggende på bunnen, av-henger de neste aktiviteter av den type kobling 90 som er be-nyttet. Dersom koblingen 90 er av den overflateinstallerte sviveltype, eller dersom den er av den selvlukkende type, kan overflatefartøyet 41 gjennomføre eller lede en test av forbindelsen direkte og deretter frigjøres fra rørledningen 40, 50. Dersom koblingen 90 er av den uavhengige type, kan far-tøyet 41 bringe koblingen til å aktiveres, eller koblingen kan tilføres energi ved andre midler. Etter testing frigjøres igjen fartøyet 41 (se figur 8). I begge tilfeller kan det andre slepefartøy 48 nå enten frigjøres (og fortøye) kabelen 49 eller den kan forbli på plass for å holde kabelen 49 for installasjon av en ytterligere (ikke vist) rørledning. With the pipelines 40 and 50 lying on the bottom, the next activities depend on the type of connection 90 that is used. If the coupling 90 is of the surface-installed swivel type, or if it is of the self-closing type, the surface vessel 41 can carry out or lead a test of the connection directly and then be released from the pipeline 40, 50. If the coupling 90 is of the independent type, far- the cloth 41 cause the coupling to be activated, or the coupling can be energized by other means. After testing, the vessel 41 is released again (see figure 8). In either case, the second tow vessel 48 can now either be released (and moor) the cable 49 or it can remain in place to hold the cable 49 for the installation of a further (not shown) pipeline.

Med spesielt henblikk på den innretning som kreves for å utføre rørledningssammenkoblingene, løftes rørlednin-genes 40 og 50 ender (se figur 9 og også figur 2-8) fra bunnen 47 til vannflaten 46 slik at de første sammenkoblingsfaser kan utføres hensiktsmessig uten behov for dykkere under trykk eller undervannsfartøyer. Løftingen utføres ved bruk av kon-trollert strekk i kablene 42 og 45 kombinert med bevegelse av hjelpefartøyet 41 for således alltid å oppretthode de ønskede horisontale og vertikale komponenter av dette strekk. Denne horisontale komponent begrenser bøyningen av den nedhengende rørledningskurve for således å forhindre uhell ved bøyning slik det er nevnt annet sted og som det lett kan for-stås . With particular regard to the equipment required to perform the pipeline interconnections, the ends of the pipelines 40 and 50 (see figure 9 and also figures 2-8) are lifted from the bottom 47 to the water surface 46 so that the first interconnection phases can be carried out appropriately without the need for divers under pressure or underwater vessels. The lifting is carried out using controlled tension in the cables 42 and 45 combined with movement of the auxiliary vessel 41 so as to always maintain the desired horizontal and vertical components of this tension. This horizontal component limits the bending of the hanging pipeline curve to thus prevent accidents during bending as mentioned elsewhere and which can be easily understood.

Anordningene 100 og 101 for sammenkobling av rør var tidligere festet til rørledningene sammen med egnede tilkob-lingsanordninger for å etablere mekanisk flukting av de to rørender 4 0 og 50 slik de her er vist som halve hengselanord-ninger 31 og 32, fortrinnsvis montert til rørenden, for å tillate dreining av hengselhalvdelen 31 omrking mitdtaksen i rørledningens 40 ende slik at dreieaksen, som forløper gjennom tapphullenes 102 og 103 sentra, holdes i rett vinkel til midtaksen i rørledningens 40 ende og for i tilfelle rotasjon av hengselhalvdelen 32 omkring senteraksen i rørledningens 50 ende slik at dreieaksen som forløper gjennom tapphullenes 104 og 105 sentra, holdes i rett vinkel til midtaksen i rør-ledningen 50. The devices 100 and 101 for connecting pipes were previously attached to the pipelines together with suitable connecting devices to establish mechanical alignment of the two pipe ends 40 and 50 as shown here as half hinge devices 31 and 32, preferably mounted to the pipe end , to allow rotation of the hinge half part 31 about the central axis in the end of the pipeline 40 so that the axis of rotation, which runs through the centers of the pin holes 102 and 103, is held at right angles to the central axis in the end of the pipeline 40 and in the event of rotation of the hinge half part 32 about the central axis in the pipeline 50 end so that the axis of rotation which runs through the centers of the pin holes 104 and 105 is kept at right angles to the central axis of the pipeline 50.

Når rørendene 40 og 50 nærmer seg hverandre, fortrinnsvis ved eller over vannflaten, er de to kabler 42 og 45 krysset og danner en krysning ved "0" og danner et plan ved krysningen. Ved å forandre de relative lengder av kablene 42 og 45 mellom krysningen "0" og rørendene 40 og 50, oppnås en preliminær flukting. Ved dreining av hengselhalvdelene 31 og 32 flukter de to til hverandre passende hengsel-armer slik at, når de relative kabellengder 42 og 45 justeres, befinner hengseltapphullene 102, 105 og 103, 104 seg på en felles akse og en tapp 35 eller annet element kan innføres. When the pipe ends 40 and 50 approach each other, preferably at or above the water surface, the two cables 42 and 45 are crossed and form a crossing at "0" and form a plane at the crossing. By changing the relative lengths of the cables 42 and 45 between the junction "0" and the pipe ends 40 and 50, a preliminary offset is achieved. By turning the hinge halves 31 and 32, the two matching hinge arms align so that, when the relative cable lengths 42 and 45 are adjusted, the hinge pin holes 102, 105 and 103, 104 are on a common axis and a pin 35 or other element can introduced.

Det kan være ønsket å frembringe ytre styringer (ikke vist) og kraftanordninger (ikke vist) som henger ned fra far-tøyet 41 for å bistå ved fluktingen av hengselhalvdelen 31 og 32 og monteringen av tappen 35. Alternative anordninger eller tilleggsanordninger kan benyttes for å hjelpe til å oppnå flukting av hengselhalvdelene 31 og 32 og flere tapper, bolter, klemmer eller andre anordninger (ikke vist) kan erstatte den enklé hengseltapp 35 som er vist på tegningen, uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme. It may be desired to produce external controls (not shown) and power devices (not shown) which hang down from the vessel 41 to assist with the alignment of the hinge halves 31 and 32 and the mounting of the pin 35. Alternative devices or additional devices can be used to help to achieve alignment of the hinge halves 31 and 32 and several pins, bolts, clamps or other devices (not shown) can replace the simple hinge pin 35 shown in the drawing, without departing from the scope of the invention.

Etter å ha opprettet en hengslet forbindelse mellom rørledningene 40 og 50, festes alle elementers relative stil-linger i forhold til tappen 35 og kan deretter dreie i et plan i rett vinkel til tappens akse 33. For bruk ved dyp-vannsforbindelser for rørledninger er dette plan i det vesentlige vertikalt, selv om prinsippet kan benyttes uavhengig av dette plans stilling. After creating a hinged connection between the pipelines 40 and 50, the relative positions of all elements are fixed in relation to the pin 35 and can then rotate in a plane at right angles to the axis of the pin 33. For use in deep-water connections for pipelines, this plane essentially vertical, although the principle can be used regardless of the position of this plane.

En løfte- eller senkeramme 110, opphengsinnretning, bøyle eller annen innretning for å tillate en vertikal styring av koblingens stilling fra overflatefartøyet (figur 10, 11, 12, 13) kan også danne en del av én av hengselhalvdelene 31 og 32 (eller på annen måte festes til en rørende). Denne løfte/senkeramme 110 kan være anordnet for å kunne dreie omkring rørledningens akse på en tilsvarende måte som, men uavhengig av hengselhalvdelen 31 eller 32 (figur 12). Ved en ytterligere utforming kan rammen være festet til hengseltapp-aksen (figur 2). En funksjon for denne innretning er å holde den festede kabel 70 klar av de to koblingshalvdeler 100 og 101 når disse nærmer seg hverandre idet innretningen senkes under overflaten. Ved å holde den vertikale belastning ved hjelp av en kabel 70 som er festet til nedsenkningsrammen 34, kan den andre kabel fjernes slik at kun hovedsenkekabelen 70 er festet til hele konstruksjonen. Løfte- og senkeinnretnin-gen og løfte- og senkekabelen kan være premontert. A lifting or lowering frame 110, suspension device, hoop or other device to allow a vertical control of the coupling's position from the surface vessel (figures 10, 11, 12, 13) may also form part of one of the hinge halves 31 and 32 (or on other way attached to a touching end). This lifting/lowering frame 110 can be arranged to be able to rotate around the axis of the pipeline in a similar way as, but independently of, the hinge half 31 or 32 (figure 12). In a further design, the frame can be attached to the hinge pin axis (figure 2). One function of this device is to keep the attached cable 70 clear of the two coupling halves 100 and 101 when these approach each other as the device is lowered below the surface. By holding the vertical load by means of a cable 70 attached to the immersion frame 34, the second cable can be removed so that only the main immersion cable 70 is attached to the entire structure. The lifting and lowering device and the lifting and lowering cable can be pre-assembled.

Ved forberedelsen for å nedsenke røret 40, 50 til havbunnen 47 og å utføre sammenkoblingen, kan det være behov for flere operasjoner som har sammenheng med koblingshalv-delen 100 og 101: fjerning av alle løfteanordninger, fjerning av beskyttelsesdeksler, installasjon eller inspeksjon av temporære væsketetningsplugger eller anordninger som er tatt i bruk for å forhindre innstrømming i rørledningene under nedsenkningen, installasjon av forbindelsestetninger, tet-ningsringer, aktiveringsanordninger etc. In preparation for submerging the pipe 40, 50 to the seabed 47 and making the connection, several operations related to the coupling halves 100 and 101 may be required: removal of all lifting devices, removal of protective covers, installation or inspection of temporary fluid sealing plugs or devices used to prevent inflow into the pipelines during immersion, installation of connection seals, sealing rings, activation devices, etc.

Senkning av konstruksjonen utføres ved koordinering av hjelpefartøyets 41 bevegelser og dettes nedsenkningskabel 70 med tilsvarende for fartøyet 48 som påfører en kraft i lengderetningen av den fjerneste ende av én av rørledningene. Lowering of the structure is carried out by coordinating the movements of the auxiliary vessel 41 and its lowering cable 70 with the equivalent for the vessel 48 which applies a force in the longitudinal direction of the farthest end of one of the pipelines.

Avhengig av den spesielle koblingsanordning som skal benyttes, kan de aktuelle mekaniske forbindelser og fluidum-forbindelser mellom rørledningene 40 og 50 foregå automatisk eller på kommando under senkingen når denne styres ved dreining omkring hengseltappen 35 eller den kan være uavhengig og styrt og aktuert etter at konstruksjonen er nedsenket til, eller nær, bunnen 47 (figur 13). I sistnevnte tilfelle kan noen sperreanordninger (ikke vist) anbringes for å sikre rør-ledningene 40 og 50 mot ytterligere dreining når koblingshalv-delen 100 og 101 befinner seg i korrekt flukting. Depending on the special coupling device to be used, the relevant mechanical connections and fluid connections between the pipelines 40 and 50 can take place automatically or on command during the lowering when this is controlled by turning around the hinge pin 35 or it can be independent and controlled and actuated after the construction is submerged to, or close to, the bottom 47 (Figure 13). In the latter case, some locking devices (not shown) can be placed to secure the pipelines 40 and 50 against further rotation when the coupling halves 100 and 101 are in correct alignment.

En automatisk eller selvaktiverende rørledningskob-ling (ikke vist) kan benyttes som en del av innretningen når rørledningene installeres ved denne metode. Koblingen kan for det første omfatte en automatisk styring og en sperre-mekanisme som aktiveres ved dreining av de to rør omkring hengslet med sperrestillingen valgt slik at sperring sikres før de to rørledninger fullstendig befinner seg på bunnen slik at tilstrekkelig vertikal bevegelse er tilgjengelig for å sikre full sammenkobling, og for det annet en fluidumforbindelse aktivert ved eksterne anordninger. An automatic or self-activating pipeline coupling (not shown) can be used as part of the device when the pipelines are installed by this method. The coupling may firstly comprise an automatic control and a locking mechanism which is activated by turning the two pipes around the hinge with the locking position selected so that locking is ensured before the two pipelines are completely on the bottom so that sufficient vertical movement is available to ensure full interconnection, and secondly, a fluid connection activated by external devices.

Metoden med dreierammen 150 for flukting og sperring med en fatning 151 og dertil passende mothaker 152 som er vist på figur 14 og 15, kan også være hensiktsmessig for å etablere en rørforbindelse med en uavhengig aktivert koblingsanordning. Ved denne utførelse frembringer dreieanordningen 150 flukting og rom for enhver uavhengig kobling ved hjelp av The method with the swivel frame 150 for flush and locking with a socket 151 and suitable barbs 152 shown in Figures 14 and 15 may also be suitable for establishing a pipe connection with an independently activated coupling device. In this embodiment, the turning device 150 provides clearance and room for any independent coupling by means of

et dreieledd 15 3 og adskilte sperrer 151, 152. a pivot joint 15 3 and separate latches 151, 152.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter fullføringen av den mekaniske forbindelse og fluidumforbindelse nær eller over vannflaten med en egnet svivel for å tillate den sammenkoblede rørledning å bli bragt ned til havbunnen. Denne svivel har sin akse perpendikulært på rørledningens generelle lengderetning slik at de to sammenkoblede rør fritt kan rotere omkring denne akse når de senkes ned, uten å påvirke forbindelsen. The present invention includes the completion of the mechanical connection and fluid connection near or above the water surface with a suitable swivel to allow the interconnected pipeline to be brought down to the seabed. This swivel has its axis perpendicular to the general longitudinal direction of the pipeline so that the two connected pipes can rotate freely around this axis when they are lowered, without affecting the connection.

Dét kari være behov for rørbend på hver side av svive-len. Det er kun et spørsmål om rørledningskonstruksjonen om det skal benyttes bend med stor radius (tilsvarende 3 eller 4 rørdiametre) for å kunne sikre fri passasje for skraper og rengjøringsanordninger under rørledningens drift. Av denne grunn kan det være nødvendig å .anordne spesielle løfteledd eller rammer for å kunne heve og flukte rørledningsendene med de store bend påmontert. Alternativt kan rørledningsendene heves uten bendene eller svivelhalvdelen og deretter forbindes ved hjelp av et forberedt spolestykke (bend og svivel i ett) eller ved hjelp av to sveisegurt eller mekaniske forbindelser. There may be a need for pipe bends on each side of the swivel. It is only a question of the pipeline construction whether bends with a large radius (equivalent to 3 or 4 pipe diameters) are to be used in order to ensure free passage for scrapers and cleaning devices during the pipeline's operation. For this reason, it may be necessary to arrange special lifting joints or frames to be able to raise and level the pipeline ends with the large bends fitted. Alternatively, the pipeline ends can be raised without the bends or the swivel half and then connected using a prepared coil piece (bend and swivel in one) or by means of two welding straps or mechanical connections.

Den mekaniske forbindelse og fluidumforbindelsen kan oppnås ved flere anordnger, blant annet: en koblings-svivel, en enkelt mekanisk kobling, fortrinnsvis i den horisontale forlengelse i én side av den innebygde svivel, en sveisegurt, eller to sveisegurter, eller to mekaniske koblinger, for å kunne montere en prefabrikert spole omfattende bend og svivel, ved forbindelse ved de tilstøtende vertikale rørender. The mechanical connection and the fluid connection can be achieved by several devices, among others: a coupling swivel, a single mechanical coupling, preferably in the horizontal extension on one side of the built-in swivel, a welding belt, or two welding belts, or two mechanical couplings, for to be able to mount a prefabricated coil comprising bend and swivel, by connection at the adjacent vertical pipe ends.

Et vesentlig trekk ved å bruke et eksentrisk hengsel under fremgangsmåten for å oppnå dette, slik det er om-talt foran, før nedsenkningen av de hengslede rørender, er at det her foreligger en betydelig bøyearm for å utvirke sam-menpressingen av rørenden mot hverandre. Dette betyr ikke bare at det kan benyttes koblinger som krever en stor sammen-koblingskraft, men viktigere er det at det kan benyttes en kobling som automatisk låses når den dreies i stilling. A significant feature of using an eccentric hinge during the method to achieve this, as mentioned above, before the immersion of the hinged pipe ends, is that here there is a significant bending arm to effect the compression of the pipe ends against each other. This not only means that couplings that require a large coupling force can be used, but more importantly, that a coupling can be used that automatically locks when it is turned into position.

Claims

1. Procedure for offshore connection of pipes near the sea surface, where part of each pipeline lies on the seabed during at least part of the connection time, by arranging adjacent ends (20, 21) of both pipelines (40, 50) near the water surface, to connect the pipe ends to each other and to lower the connected pipe ends towards the seabed while tension is applied to one of the pipelines from a remote location, characterized by mounting hinge halves (31, 32) each of which has an axis of rotation outside the ends of the pipelines (20, 21 ), to arrange the pipe ends at an angle to a horizontal plane and at approximately the same relative height so that the center lines (42, 45) of the pipe ends cross each other at a point that lies in the same plane as the common axis of rotation of the hinge halves (31, 32) below the pipe ends, and by turning to connect the hinge halves (31, 32) at the coincident axes of rotation. a

2. Method according to claim 1, characterized in that the adjacent ends (20, 21) of the pipelines (40, 50) are lifted to at least close to the surface of the water by a vessel (41) in order to connect the two pipelines.

3. Method according to claim 2, characterized in that the two pipe ends (20, 21) are lowered to a flush position by means of devices (34) which are attached to at least one of the hinge halves.

4. Method according to claim 3, characterized by lowering the devices (34) which are attached to the hinge halves (31, 32) in the axis of rotation of the hinge halves.

5. Method according to claims 2-4, characterized in that the hinge halves (31, 32) are rotated around the center lines of the tube ends until the axes of rotation of the halves are parallel in order to simplify the joining.

6. Device for aligning two pipe ends, characterized by demountable hinge halves (31, 32) which are rotatably attached to the pipe ends (20, 21), each hinge half being designed in such a way that when it is attached to a pipe end, the hinge half has an axis of rotation which located (a) outside the pipe end, (b) perpendicular to a plane through the center line of the pipe end, and (c) at least close to a plane through the peripheral edge of the pipe end, as well as means for assembling the hinge halves rotatably in series of rotation.

7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises a device (34) for suspending the ends of the pipe strings (40, 50) and the hinge halves (31, 32), the suspension devices (34) being attached to at least one of the hinge halves .

8. Device according to claim 7, characterized in that the suspension device (34) is attached to the hinge halves (31, 32) at their pivot axes.

9. Device according to claim 8, characterized in that it has a latch with a socket (151) and a pin (152) which is connected to the hinge halves (31, 32) on the opposite ends of the pipe strings (40, 50) and arranged to to engage with the pin (152) in the socket (151) when the ends of the pipe string escape.